Uniform verspreet CNTs duerch Ultrasonication
Fir déi aussergewéinlech Funktionalitéite vu Kuelestoff Nanobunnen (CNTs) auszenotzen, musse se homogen verspreet ginn.
Ultrasonic Dispersere sinn dat allgemengst Mëttel fir CNTs an wässerlech an solventbaséiert Suspensiounen ze verdeelen.
D'Ultrasonic Dispersentechnologie schafft genuch héich Schierergie fir eng komplett Trennung vu CNTs z'erreechen ouni se ze beschiedegen.
Ultrascholle Dispersioun vun Carbon Nanotubes
Carbon Nanotubes (CNTs) hunn e ganz héijen Aspekt Verhältnis a weisen eng niddreg Dicht wéi och eng enorm Uewerfläch (e puer honnert m2 / g), wat hinnen eenzegaarteg Eegeschafte gëtt wéi zimlech héich Stäerktkraaft, Steifheit, an Zähegkeet an eng ganz héich elektresch an thermesch Leitung. Wéinst der Van der Waals Kräften, déi eenzel Kuelestoff Nanobuechte (CNTs) matenee lackelen, arrangéiere CNTs normalerweis a Bündelen oder Schinnen. Dës intermolekuläre Kräfte vun Attraktioun baséieren op engem π-Bond-Stacking-Phänomen tëscht benachbarten Nanotuben bekannt als π-stacking. Fir de vollste Virdeel vu Kuelestoff Nanobuisen ofzewaarden, musse dës Agglomerate getrennt sinn an d'CNTs musse gläichméisseg an enger homogene Dispersioun verdeelt ginn. Intens Ultrasonication kreéiert akustesch Kavitatioun a Flëssegkeeten. De doduerch generéierte Lokal Schéier Stress brécht CNT Aggregaten a verdeelt se uniform an eng homogen Suspensioun. D'Ultrasonic Dispersentechnologie kreéiert genuch héich Schéierergie fir eng komplett Trennung vu CNTs z'erreechen ouni se ze beschädigen. Och fir déi sensibel SWNTs Sonikatioun ass erfollegräich ugewannt fir se individuell ze desentangle. Ultrasonication liwwert just e genuch Stressniveau fir de SWNT Aggregaten ze trennen ouni vill Fraktur an eenzel Nanotuben ze verursaachen (Huang, Terentjev 2012).
- Eenzuel verspreet CNTen
- Homogen Verdeelung
- Héich Dispersiounseffizienz
- Héich CNT Luede
- Kee CNT Degradatioun
- schnelle Veraarbechtung
- präzis Prozedur kontrolléieren
UIP2000hdT – 2kW mächtege Ultrasonicator fir CNT Dispersiounen
High-Performance Ultrasonic Systemer fir CNT Dispersiounen
Hielscher Ultrasonics liwwert mächteg an zouverléisseg Ultrasonic Ausrüstung fir déi effizient Dispersioun vu CNTs. Egal ob Dir kleng CNT Proben fir d'Analyse an R virbereede muss&D oder Dir musst grouss industriell vill Bulkdispersioune fabrizéieren, d'Hielscher Produkter Produkt bitt den ideale Ultrasonic System fir Är Ufuerderungen. Vun 50W Ultrasonicatoren fir Labo bis 16kW industriellen Ultrasonic Eenheeten fir kommerziell Fabrikatioun, Hielscher Ultrasonics hutt Dir ofgedeckt.
Fir qualitativ Kuelestoff Nanotube Dispersiounen ze produzéieren, mussen d'Prozessparameter gutt kontrolléiert ginn. Amplitude, Temperatur, Drock a Retentiounszäit sinn déi kriteschst Parameteren fir eng gläichméisseg CNT Verdeelung. Dem Hielscher Ultrasonicatoren erlaben net nëmmen déi präzis Kontroll vun all Parameter, all Prozessparameter ginn automatesch op der integréierter SD Kaart vun den digitale Ultrasonic Systemer vun Hielscher opgeholl. De Protokoll vun all Sonikatiounsprozess hëlleft reproduzéierbar Resultater a konsequent Qualitéit ze garantéieren. Via Fern Browser Kontroll kann de Benotzer den Ultrasonic Apparat bedreiwen an iwwerwaachen, ouni op der Plaz vum Ultrasonic System ze sinn.
Zënter eenzelwandege Kuelestoff Nanobuiselen (SWNTs) a Multi-walled Kuelestoff Nanotuben (MWNTs) souwéi d'ausgewielt Waasser- oder Léisungsmëttel erfuerderen spezifesch Veraarbechtungsintensitéiten, ass d'Ultrasonic Amplitude e Schlësselfaktor wann et ëm d'Finale Produkt geet. Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultrasonic Prozessoren kënne ganz héich liwweren a ganz mild Amplituden liwweren. Erstellt déi ideal Amplitude fir Är Prozessfuerderungen. Och Amplituden vu bis zu 200μm kënne liicht kontinuéierlech an der 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden, personaliséiert Ultrasonic Sonotroden sinn verfügbar. D'Rustabilitéit vum Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun mat schwéierer Aarbecht an an usprochsvollen Ëmfeld.
Eis Cliente sinn zefridden mat der aussergewéinlecher Robustheet an Zouverlässegkeet vun Hielscher Ultrasonic Systemer. D'Installatioun a Felder mat schwieregen Uwendungen, usprochsvollen Ëmfeld a 24/7 Operatioun suergen effizient an ökonomesch Veraarbechtung. Ultrasonic Prozess Intensivéierung reduzéiert d'Veraarbechtungszäit a kritt besser Resultater, dh méi héich Qualitéit, méi héich Ausbezuelen, innovativ Produkter.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:
| Konte gefouert QShortcut | Duerchflossrate | recommandéiert Comments |
|---|---|---|
| 0.5 an 1,5mL | na | VialTweeter |
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL / min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL / min | UP200Ht, An UP400St |
| 0.1 bis 20L | 0.2 bis 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L / min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100L / min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
High-Power Ultraschert Prozessoren aus Labo fir Pilot an industrielle Skala.
Literatur / Referenzen
- Biver T.; Criscitiello F.; Di Francesco F.; Minichino M.; Swager T.; Pucci A. (2015): MWCNT/Perylene bisimide Water Dispersions for Miniaturized Temperature Sensors. RSC Advances 5: 2015. 65023–65029.
- Chiou K.; Byun S.; Kim J.; Huang J. (2018): Additive-free carbon nanotube dispersions, pastes, gels, and doughs in cresols. PNAS Vol. 115, No. 22, 2018. 5703–5708.
- Huang, Y.Y:; Terentjev E.M. (2012): Dispersion of Carbon Nanotubes: Mixing, Sonication, Stabilization, and Composite Properties. Polymers 2012, 4, 275-295.
- Krause B.; Mende M.; Petzold G.; Pötschke P. (2010): Characterization on carbon nanotubes’ dispersability using centrifugal sedimentation analysis in aqueous surfactant dispersions. Conference paper ANTEC 2010, Orlando, USA, May 16-20 2010.
- Paredes J.I.; Burghard M. (2004): Dispersions of Individual Single-Walled Carbon Nanotubes of High Length. Langmuir 2004, 20, 5149-5152.
- Santos A.; Amorim L.; Nunes J.P.; Rocha L.A.; Ferreira Silva A.; Viana J.C. (2019): A Comparative Study between Knocked-Down Aligned Carbon Nanotubes and Buckypaper-Based Strain Sensors. Materials 2019, 12, 2013.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
Fakten Wësse wat weess
Kuelestoff nanotubes
Carbon Nanotubes (CNTs) gehéieren zu enger spezieller Klass vun een-zweedimensionalen Kuelestoffmaterialien, déi aussergewéinlech mechanesch, elektresch, thermesch an optesch Eegeschafte weisen. Si sinn e wichtege Bestanddeel deen an der Entwécklung an der Produktioun vu fortgeschrattem Nanomaterial benotzt gëtt wéi Nano-Komposit, verstärkte Polymeren etc. an dofir an modern Technologien benotzt. D'CNTs exponéiere ganz héich Treffkraaft, Luxuszëmmer thermesch Transfereigenschaften, Low-Band Lücken an optimal chemesch a kierperlech Stabilitéit, wat Nanotuben e villverspriechend Zousatz fir manifold Materialien mécht.
Ofhängeg vun hirer Struktur, ginn CNTS an eenwandegt Kuelestoff Nanotuben (SWNTs), Duebelwandeg Kuelestoff Nanotuben (DWCNTs) a Multi-walled Carbon Nanotubes (MWNTs) ënnerscheet.
SWNTs si huel, laang zylindresch Réier aus engem Atomdécke Kuelestoffwand. D'atomescht Blat vu Kuelestoff ass an engem Hunnegsschiedergitter arrangéiert. Oft gi se konzeptuell verglach mat opgerullten Blieder aus eenzegaartege Grafitt oder Graphen.
DWCNTs bestinn aus zwee eenzegwandegt Nanobuiselen, mat deem een an deem aneren nestéiert ass.
MWNTs sinn eng CNT Form, wou multiple Eenwandig Kuelestoff Nanotuben aneneen näschten. Well hiren Duerchmiesser tëscht 3–30 nm läit an e puer cm laang ka ginn, kann hiren Aspektverhältnis tëscht 10 an 10 Millioune variéieren. Am Verglach mat Kuelestoff-Nanofaseren hunn MWNTs eng aner Wandstruktur, e méi klengen baussenzegen Duerchmiesser an en huel Interieur. Allgemeng benotzt industriell verfügbar Typ vu MWNTs sinn zB Baytubes® C150P, Nanocyl® NC7000, Arkema Graphistrength® C100, an FutureCarbon CNT-MW.
Synthese vun CNTs: CNT kënnen duerch Plasma-baséierter Synthesemethode oder Arc-Entladungsmethod, Laser-Ablatiounsmethod, thermesch Syntheseprozess, chemescher Dampflagerung (CVD) oder Plasma-verstäerkter chemescher Dampflagerung produzéiert ginn.
Funktionaliséierung vun CNTs: Fir d'Charakteristike vu Kuelestoff Nanotuben ze verbesseren an se doduerch méi gëeegent fir eng spezifesch Applikatioun ze maachen, ginn CNTs dacks funktionnéiert, zB andeems Dir Carboxylsäure (-COOH) oder Hydroxyl (-OH) Gruppen bäidréit.
CNT Dispersing Additive
E puer Léisungsmëttel wéi Supersäuren, ionesche Flëssegkeeten, an N-Cyclohexyl-2-Pyrrolidnon si fäeg fir relativ héich Konzentratiounsdispersioune vu CNTs virzebereeden, wärend déi heefegste Léisungsmëttel fir Nanobuiselen, wéi N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP ), Dimethylformamid (DMF), an 1,2-Dichrolobenzen, kënnen Nanotuben nëmmen a ganz niddrege Konzentratioune verdeelen (z. B. <0.02 Gewiicht% vun eenzel-walled CNTs). Déi heefegst Dispersiounsmëttel si Polyvinylpyrrolidon (PVP), Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS), Triton 100 oder Sodium Dodecyl Sulfonate (SDS).
Cresols sinn eng Grupp vun industrielle Chemikalien, déi CNTs an Konzentratioune bis zu Zéngte vu Gewiichtsprozess veraarbecht kënne ginn, wat zu engem kontinuéierleche Iwwergang vu verdënntem Dispersiounen, décke Pasten, a fräistännege Gele bis zu engem ongeklärten Spilldeeg-ähnlechen Staat resultéiert, wéi d'CNT Luede eropgeet An. Dës Staate weisen Polymerähnlech rheologesch a viscoelastesch Eegeschaften, déi net mat aneren allgemenge Léisungsmëttel erreechbar sinn, wat suggeréiert datt d'Nanobueder tatsächlech an cresols opgeschriwwe sinn a verspreet sinn. Cresols kënnen no der Veraarbechtung duerch Heizung oder Wäschen ewechgeholl ginn, ouni d'Uewerfläch vun den CNT z'änneren. [Chiou et al. 2018]
Uwendungen vun CNT Dispersiounen
Fir d'Virdeeler vun CNTs ze benotzen, musse se an eng Flëssegkeet wéi eng Polymer verspreet ginn, Och verspreet CNTs gi fir d'Fabrikatioun vu konduktivem Plastik benotzt, Flëssegkristal Affichage, organesch Liichtdioden, TouchScreens, flexibel Affichage, Solarzellen, geleedend Tinten, statesch Kontrollmaterialien, ënner anerem Filmer, Schaim, Faseren, a Stëfter, Polymerbeschichtungen a Klebstoff, Héichleistung Polymer Komposit mat aussergewéinleche mechanesch Kraaft an Zähegkeet, Polymer / CNT Komposit Faseren, souwéi liicht a antistatesch Materialien.